Den er god nok: Rudolf har en magisk næse

Rensdyrets næse er en energieffektiv konkylie, der lynhurtigt varmer iskold luft op til 38 grader.

Rensdyret her lever på Svalbard, hvor der bliver meget koldt om vinteren. Der er det en fordel, at rensdyrets næse formår at varme luften op og køle den ned igen ved udånding. (Foto: Per Harald Olsen © Per Harald Olsen og NTNU og SINTEF)

Kender du den om Rudolf? Rudolf med den røde tud …

Ja de fleste børn og voksne kender nok julesangen om julemandens rensdyr Rudolf med den rødglødende næse. Og der er faktisk noget om snakken om rensdyrets næse, for den kan i teorien godt blusse af varme.

Rensdyrets næse kan nemlig ændre luftens temperatur med op imod 80 grader på mindre end et sekund.

Nu har norske forskere også et bud på, hvorfor rensdyrets næse er så magisk – og forklaringen er, at næsen er en genial varme- og dampudveksler, skriver Gemini.no.

Rener på løbebånd

Forskere fra SINTEF Energiforskning i Trondheim og University of Tromsø - Norges arktiske University (UIT) – har nu sammen undersøgt rensdyrets magiske næse.

Forskerne i Tromsø med Mario Acquarone og professor Lars Folkow i front har ladet rensdyr traske af sted på et løbebånd i et klimakammer med minusgrader, mens de har undersøgt rensdyrets åndedræt og en række andre fysiologiske ting.

Forskerne har også undersøgt næser fra døde rensdyr ved hjælp af CT-scanninger og ved at skære næserne op i tynde skiver.

God plads til varme- og dampudveksling

Rensdyrnæsen er stærk og består af brusk og knogler, kød, slimhinder og blodkar. Næsen er opbygget som en slags konkylie med en stor, indvendig overflade, hvor luften snørkler sig rundt og bliver varmet op til 38 grader på et sekund, før den bliver sendt ned i lungerne.

Der er god plads til udveksling af varme og vanddamp mellem luften og den nasale væg.

Forskerne har også fundet ud af, at jo koldere det er, jo mere energieffektiv er rensdyrets næse. Det er smart, fordi temperaturen i de nordlige ødemarker let kommer ned omkring 40 minusgrader.

Billedet viser et tværsnit af rensdyrets næse, der indvendigt har en uvanlig og underlig struktur. Den ligner på en konkylie, der gør den indre overflade vældig stor. (Foto: Mario Acquarone © Mario Acquarone og Universitetet i Tromsø)

Matematisk model over rensdyrnæsen

Dernæst har forskerne i Trondheim taget over, for de er eksperter i termodynamik og varmeudveksling.

De har lavet en matematisk model af rensdyrets næse. Modellen blev fodret med mål og konstruktion af næsen samt oplysninger om den mængde luft rensdyr indånder, hvor høj luftfugtigheden er i luften, hvor høj blodgennemstrømningen er, og temperaturen i forskellige dele af næsen.

Forskerne har dernæst udviklet et computerprogram, der var specielt designet til at afsløre rensdyrnæsens hemmelighed.

Og her kan ph.d.-studerende Elisa Magnanelli og hendes kolleger se, at næsen fungerer efter princippet mindst muligt energitab, når den trækker vejret. På den måde følger rensdyrnæsen omtrent den matematiske ligning for 'konstant entropi-produktion'. Og ud fra den teori kan forskerne forklare næsens funktion.

Varmer luften op og holder på fugt og varme

I de arktiske egne er det særlig vigtigt at afgive mindst mulig energi til omgivelserne. Og den evne har rensdyret.

Når den kolde luft suges ind gennem næseborene, passerer luften den store overflade i den konkylieformede næse med slimhinder med slim og snot, som dækker over kødet med de mange små blodkar. Blodet varmer øjeblikkeligt og konstant slimen op, som igen opvarmer luften, der indåndes.

Rensdyret skal helst undgå at spise for meget af den kolde sne, og derfor er rensdyret genialt indrettet til at spare på tabet af vand og fugtighed.

Luften i de arktiske egne er kold og tør. Men den opvarmede luft skal ikke være tør, når den når lungerne. Så fugten fra slimhinden i næsen fugter luften på vej ned mod lungerne. Og når rensdyret udånder opsamlede slimhinden igen fugten, så rensdyrene udånder tør og delvis afkølet luft.

Læs mere entropi og rensdyrnæser i nyheden hos Gemini.no og i den videnskabelige artikel.